El enfoque ecosistémico para la salud humana en la minería: el caso de la región de

Molango, México

Dr. Horacio Riojas Rodríguez

Instituto Nacional de Salud Pública

Cortez-Lugo M, Moreno-Macías H, Montes S, Rodríguez-Agudelo Y, Bonilla-Hernández D, Catalán M, Díaz-Godoy R, Rodríguez-Dozal S.

• En el centro de México existen importantes depósitos de Mn. La explotación y extracción de los cuales inició en 1960 en el distrito minero de Molango en el estado de Hidalgo

• Es el segundo depósito más grande en América Latina

• Esta zona manganesífera se

encuentra localizada en la región montañosa este de México y su vegetación original era de bosque mesófilo tropical

• 50 km cuadrados 120 mil habitantes

El distrito minero

El distrito minero (3)

• Incluye la extracción y el aprovechamiento superficial

• Existen dos plantas de procesamiento

• Se producen nódulos de manganeso para aleaciones de acero y baterías

Usos del Manganeso • Sus usos más frecuentes son:

– Manufactura de cerámica, cerillos, vidrio, colorantes, puntas de soldadura.

– Componentes de acero, aleaciones de acero, hierro fundido, super aleaciones y aleaciones no ferrosas. El acero constituye el 94% de su mercado.

– Baterías alcalinas (principalmente dióxido de manganeso).

– Latas de aluminio (6-8% del mercado).

– Componentes electrónicos.

• Aditivo en las gasolinas para incrementar el octanaje (MMT).

• También como funguicida en cereales, viñedos, frutales (maneb: Mn-etilen bisditiocarbamato).

• Otros usos, como suplemento alimenticio para animales, fertilizante, colorante, lubricante, televisores, electrolíticos, anticorrosivo y en organometálicos.

Hueso

Sangre

HígadoMn2+ Mn3+

CabelloCapilares

cerebrales

Sistema

Nervioso

Central

Bilis

HecesIntestino

Ingesta de alimentos con Mn

Cinética de Mn

Ciclo

enterohepático

t½=250 d

BHE

Línea de tiempo proyectos manganeso Quejas de las comunidades Preocupación del Gobierno del estado

Proyecto piloto (18 meses) Recomendaciones y cuestionamientos 1996

Taller de Planeación 1997-1998

Elaboración de propuesta de estudio 2000

2001-2004

2005 Taller de planeación para el manejo del riego por exposición al manganeso en el distrito minero de Molango

Reunión con Gobierno del Estado y Compañía Minera (Entrega de Resultados, conclusiones y recomendaciones) Planes de acción

2006-2009

2010-2012

2013-2015

Pilot

1997-1998

Adults

Phase 1

2002-2003

Adults

Phase 2

2006-2007

Children

Mn in PM10: 0.04 a 5.9 µg/m3

Blood Manganese: 9.3 a 88 µg/L

↓ in the cognitive functions,

atention and motor function alterations

Mn in PM2.5: 0.02 at 0.27 µg/m3 (EPA: 0.05 µg/m3)

Blood Manganese: 5.5 at 18 µg/L Hair Manganese: 4.20 at 48.0 µg/g ↓ of the intelectual coeficient, the

memory, verbal learning and motor function.

I

n

t

e

r

v

e

n

t

i

o

n

Previous studies in population environmentally exposed to Mn in a mining area

Quasi-experimental design, pre-post

intervention to air Manganese with comparation community.

2002 2007 2009-2012 2013

Chiconcoac Tolago

Nonoalco

Chiconcoac Tolago

Chiconcoac Tolago

Nonoalco

Environmental Management

Program

Sta. Mónica Agua Blanca

Agua Blanca Sta. Mónica

Mn in PM10 Mn in PM2.5 and PM10

Mn in PM2.5 and PM10

Quasi-experimental design, pre-post

intervention to blood Manganese.

Adults

2002 2009-2012 2013

Chiconcoac Tolago

Nonoalco

Chiconcoac Tolago

Nonoalco

Environmental Management

Program

Sta. Mónica Sta. Mónica

n=88 n=88

Transdisciplina Sociales:

Antropología Sociología

Ciencias Políticas Comunicación.

Desarrollo agropecuario Legislación ambiental

Ciencias ambientales: Geografía Geología

Ciencias de la atmósfera Ecología

Ciencias bio-médicas

Epidemiología Salud Ambiental Toxicología Neurociencias Nutrición Bioestadística

UNAM MINERA

COMUNIDADES

GOB.ESTATAL

ANTECEDENTES (2)

• Con el fin de responder a las demandas comunitarias y gubernamentales, se llevó a cabo un estudio extensivo para proporcionar evidencia sólida de los impactos del manganeso en el ecosistema y la salud humana

• Este estudio se basó en un enfoque ecosistémico, el cual integra investigación y participación social, el análisis de la dinámica del manganeso en el ambiente y la evaluación de la exposición humana e impactos a la salud en las comunidades

Diagrama de rutas del Mn: Segunda fase

CHIMENEA

CAMINOS

AIRE AMBIENTE

(CASAS) AIRE INTRAMUROS

CAJAS PETRI (POLVO)

SANGRE

CABELLO

EFECTOS NEUROLÓGICOS

CONTEXTO SOCIAL

Niveles de Mn en sangre y cabello en niños (expuestos y control)

Biomarcadores Mn Grupo control

n=93

Grupo expuesto

n=79

Mn-H (μg /g), mediana (rango) 0.6 (0.06-3.6)* 12.6 (4.2-48)*

Mn-B (μg /L), mediana (rango) 8.0 (5.0-14.0)* 9.5 (5.5-18.0)*

Mn-B ≥ 10 (%) 24.7* 49.4*

*p<0.001 Mn-H: Manganeso en cabello Mn-B: Manganeso en sangre MnB ≥ 10: Porcentaje de niños por arriba de 10mcg/L

Asociación del Mn en cabello con Coeficiente Intelectual en los niños IQ total IQ verbal Performance IQ

MnH (µg/g) -1.60 (-3.09, -0.10) -1.48 (-2.99, 0.04) -1.45 (-3.162, 0.27)

PbB ≥ 6 µg/dL -0.72 (-4.72, 3.28) -0.43 (-4.49, 3.63) -0.84 (-5.45, 3.77)

Edad (años) -3.35 (-4.83, -1.88) -3.39 (-4.89, -1.89) -2.76 (-4.45, -1.07)

MnH*edad 0.14 (-0.01, 0.28) 0.12 (-0.03, 0.27) 0.12 (-0.04, 0.29)

Male sexo 1.51 (-2.94, 5.96) 2.64 (-1.89, 7.17) -0.64 (-5.83, 4.56)

MnH*sexo 0.38 (-0.02, 0.77) 0.28 (-0.12, 0.68) 0.49 (0.04, 0.95)

Hemoglobina (mg/dL) 2.77 (0.63, 4.91) 2.71 (0.54, 4.88) 2.36 (-0.11, 4.84)

Educación de la madre(años)

0.97 (0.45, 1.49)

0.85 (0.32, 1.37) 0.92 (0.32, 1.53

R2 0.28 0.28 0.18

Riojas-Rodríguez H, Solís-Vivanco R, Schilmann A, Montes S, Rodríguez S, et al. 2010. Intellectual Function in Mexican Children Environmentally Exposed to Manganese Living in a Mining Area. Environ Health Perspect

doi:10.1289/ehp.0901229

Asociación significativa, siendo mayor en la niñas y en los niños de

menor edad

Evaluación de habilidades de aprendizaje y memoria

Learning trial (Standard scores) Control Exposed Difference p value

Trial 1, mean (SD) 95.10 (21.40) 86.37 (15.76) 8.73 0.003

Trial 2, mean (SD) 100.13 (14.54) 89.27 (14.49) 10.86 0.000

Trial 3, mean (SD) 99.96 (14.19) 89.03 (17.08) 10.93 0.000

Trial 4, mean (SD) 104.75 (14.13 89.25 (17.78) 15.50 0.000

Trial 5, mean (SD) 105.12 (14.34) 91.24 (16.97) 13.88 0.000

Summary scales (Standard scores) Control Exposed Difference p value

Immediate Memory Span, mean (SD) 93.30 (17.67) 83.62 (13.94) 9.68 0.000

Level of Learning, mean (SD) 103.90 (13.88) 88.86 (17.01) 15.04 0.000

Immediate Recall, mean (SD) 103.53 (15.08) 93.56 (16.85) 9.98 0.000

Delayed Recall, mean (SD) 102.04 (14.78) 93.70 (16.99) 8.35 0.001

Diferencias significativas

entre los expuestos y los no

expuestos

CONCLUSIONES GOBERNANZA: Lo que facilita/atora la construcción de acuerdos cooperativos para enfrentar y RESOLVER la problemática

FORTALEZAS • Capacidad de las comunidades para

organizarse en torno a problemas colectivos

• Fortaleza de autoridades comunitarias

• Legitimidad de la autoridad municipal

• Existe la estructura institucional para la participación ciudadana en las presidencias municipales

• Importante acervo de conocimientos sobre la problemática acumulado en 20 años de gestión

• Existencia de un espacio de gestión desde 1995 con carácter vinculante desde 2005

• Política ambiental nacional y marco jurídico desarrollados en los últimos 20 años.

OBSTÁCULOS • Pobreza hace que las demandas sean

inmediatistas

• Exclusión de mujeres y jóvenes en la toma de decisiones

• No hay agendas ambientales municipales, ni regional

• Las instancias de participación municipal no funcionan y los instrumentos de planeación son desaprovechados

• Persisten formas paternalistas

• Dificultad de coordinación entre dependencias de gobierno

• Fuerte desconfianza en prácticamente todas las interacciones sociales

• Marco normativo aún insuficiente

IMPACTO EN POLÍTICAS E INTERVENCIONES

• COMPAÑÍA MINERA

– PLAN DE INTERVENCIÓN

• Serie de reuniones durante el 2009 y 2010

• Reducción de emisión de partículas 2010-2011 (plan funcionando)

• Reducción de emisiones de dióxido de azufre. Esto requiere un lavador de gases. Plan a 5 años

• Manejo de residuos. Plan 2010-2012

• COMUNIDAD

– Comunicación de riesgos

– Pavimentación

• GOBIERNO

– Reuniones con el equipo del gobernador (secretarías estatales)

– Segunda fase del plan de manejo de riesgos como una política regional (apoyo a los niños, emisión, control, vigilancia)

PROGRAMA DE MANEJO AMBIENTAL(CMM)

“..estudios conducidos por el Instituto Nacional de Salud Pública han mostrado que la principal vía de exposición a manganeso es el aire…”

Acuerdo firmado entre el gobierno estatal y la compañía minera para desarrollar la segunda fase del plan de manejo basado en resultados de la investigación (Mayo 2010).

Secretario de Salud

Director general de la compañía minera

Environmental Management Program (EMP) 2009 - 2012

Particles Emission Sources

Actions implemented in mining unit Molango

Collector in the nodulization

kiln stack

Efficiency above 99%

Specific Collector in the cooler

stack

97% efficiency in particle control

Linear

Paving and cleaning of

roads and vehicle transit

areas

Collector for nodules screening

97% efficiency in particle control

Collector for hopper and fine

screening

97% efficiency in particle control

Area Improvement in the trailer

loading booth

Collector for terciary

crusher

97% efficiency in particle control

Change in the belt transfer

points

Before

After

Environmental Management Program (EMP) 2009 - 2012

Mining Unit Nonoalco

- 9,080 m2 of paving roads in the community

- Ball mill sealing mechanism

Total investment approx. : $ 1,134,313 dls

Hidalgo state government actions

Tolago community - 730.75 m2 paving of roads in Tolago Total investment approx .: 18,620 dls

RESULTADOS PRELIMINARES POST INTERVENCION

Manganese Hair levels in children

2006 n=72

2013 n=74

Year of study

Niveles de Mn en sangre (mg/l)

Grupo (n) Medias Geométricas (min-max)

2003 2006 2013 Niños Chic-Tol

(74) - 9.7 (5.5-18.0) 8.6 (4.6-12.0)

Niños Chichi-Pal (38)

- 8.2 (5.0-14.0) 8.6 (3.2-14.2)

Adolescentes (23) - - 8.3 (4.9-16.5)

Adultos Ch (12)

10.8 - 8.2 (4.5-15-7)

Adultos Tol (10)

9.9 - 8.1 (4.8-13.5)

Adultos Nono (34)

10.8 - 6.7 (4.1-13.4)

Adultos Sta. Mónica (29)

9.6 - 6.6 (3.7-18.8)

Niveles de Manganeso en Cabello (mg/gr)

Grupo (n) Medias Geométricas (min-max)

2006 2013

Niños Chic-Tol (77) 12.1 (4.2-48) 2.1 (0.31-15.6)

Niños Chichi-Pal (38)

0.5 (0.56-3.64) 0.6 (0.14-2.22)

Adolescentes (23)

-- 2.3 (0.39-15.4)

Adultos Ch (12)

-- 2.4 (0.56-10.1)

Adultos Tol (10)

-- 3.2 (0.67-15.9)

Adultos Nono (34)

-- 1.9 (0.39-10.1)

Adultos Sta. Mónica (29)

-- 0.70 (0.19-6.39)

Results

Results

Results

Reduction of 92.2% of the average concentrations of Mn in PM10 Reduction of 85% of the

average concentrations of Mn in PM2.5

Learning Curve Profile. Summary Scale Profile

Trial 1 Trial 2 Trial 3 Trial 4 Trial 5

p. Value ≤ 0.05. T Student.

Mining Area 2013. n=74

Mining Area 2006. n=72

Immediate memory

span.

Level of learning

Interference trial

Immediate recall

Delayed recall

CAVLT-2 standard scores 2006 vs 2013

CONCLUSIONES

• Los estudios en sitios contaminados requieren de información sobre la exposición y los efectos en las poblaciones vulnerables

• Se generó conocimiento actualizado en aspectos ambientales, sociales y de salud relacionados con el manganeso, con el fin de orientar programas y políticas regionales, mismas que pudieron evaluarse

• Aún cuando las recomendaciones se realizaron con fundamento en el conocimiento disponible, mismo que fue colectado y analizado durante un largo periodo de tiempo, la disponibilidad para actuar dependía de las condiciones políticas, dirigida por intereses electorales

• Entre los principales en este caso se encuentran – La necesidad de una vigilancia permanente de la calidad del aire – La vigilancia en los nuevo sitios de explotación del manganeso

LECCIONES APRENDIDAS

Participación de múltiples disciplinas, integración de un enfoque multidisciplinario

Enfoque multidisciplinario que requiere los mejores métododos de cada una de las disciplinas involucradas

Encontramos dificultades en la integración real de las ciencias sociales con las biológicas

El enfoque ecosistémico requiere un proyecto de investigación multi etapas. Los resultados finales y la integración podrían tomar varios años

El enfoque ecosistémico permite ubicar los puntos clave en el ambiente eco-social para intervenciones

El mejor conocimiento no es suficiente sin el análisis social y de los actores para tomar las decisiones políticas adecuadas

Grupo de investigación

Instituto Nacional de Salud Pública. – Horacio Riojas, PhD – Sandra Rodríguez, MSc – David Hernández, MSc – Marlenne Cortez , MSc – Astrid Schilmann H, MSc – Rafael Santibañez, Tec – Eva Sabido MSc

Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía. – Yaneth Rodríguez, PhD – Rodolfo Solis, BA – Sergio Montes, PhD – Camilo Ríos, PhD – Alejandra Mondragón, BA

Programa Universitario del Medio Ambiente, UNAM. – Irma Rosas, PhD

Instituto de Geología, UNAM. – Christine Siebe, PhD

Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. – Aron Jazcilevic, PhD

Instituto de Investigaciones Multidisciplinarias, UNAM. – Fernanda Paz, PhD

Instituto de Enfermedades Respiratorias. – Minerva Catalán MSc

Financiado por el IDRC, Canadá

GRACIAS…....

Statistical Analysis

Program effect over the average daily concentration of Mn in PM10

or Mn in PM2.5 Using Difference-in-differences through multilevel linear regression models:

Where: tij is the time at measurement i for monitor j T is the indicator variable of the intervention (1=yes, 0=no) P is the indicator variable for the period of time posterior to the program T *P is the multiplicative term that would serve to estimate the double difference β4 represents the estimator of the difference in differences The models were adjusted by potential confounders:PM, temperatura, relative humidity, wind speed.

ijjijij ePTPTty )2(

43210 *

Statistic analysis

Evaluation of the change of the Mn in blood concentrations pre-post Program,

Multilevel linear regression model, Participant’s Id was the grouping variable of the measurements repeated to the interior of the subject on level one Evaluation of the interaction between the concentrations of Mn

in PM10 and the time of intervention (0=pre, 1=post).

The models were adjusted by potential confounders: Mn in PM10, hemoglobin, age and community.

Results

Results

The mean concentration of Mn in blood was less in the time of post intervention (1=2013) than in the pre (0=2012)

Cross-sectional studies were carried

out in 2006 and 2013. At both time points,

children from the same elementary

school in each of two municipalities were

tested.

Memory and learning verbal were assessment with California Auditory

Verbal Learning Test (CAVLT-2).

California Auditory Verbal Learning Test (CAVLT-2).

Manganese Hair levels in children

2006 n=72

2013 n=74

Year of study

Learning Curve Profile. Summary Scale Profile

Trial 1 Trial 2 Trial 3 Trial 4 Trial 5

p. Value ≤ 0.05. T Student.

Mining Area 2013. n=74

Mining Area 2006. n=72

Immediate memory

span.

Level of learning

Interference trial

Immediate recall

Delayed recall

CAVLT-2 standard scores 2006 vs 2013

Conclusions

The results of the present study show an impact of the environmental enhancement program over the decrease of the Mn in air concentrations.

Levels of Mn in PM10, remain high, which is why it is necessary to amplify the EMP to sources not yet controlled, as wells as it is also recomendable to permanently watch the air levels and further yet to establish permissible limits for Mn in PM10

Conclusions

The effect of Mn in air over Mn in blood was different for the two evaluated periods.

Globally, the mean of Mn in blood decreased,

result that must be taken with reserve due to of the complexity of the meaning of the biomarker

Significant differences were found in Verbal

Learning test in schoolchildren between both study periods

Thanks